Эксплуатационные скважины для освоения месторождений Западной Сибири
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?з выражения (2.91) получается:
qГЦМАКС = (31051,68104 - 4501,08104 - 3201,83104) /2155=1,92104 Н/м3.
Так как qГЦМАКC>qГЦМИН, то цементирование обсадной колонны в одну ступень возможно. При этом значение удельного веса гельцементного раствора может быть принято по условию (2.90) в пределах 1,32…1,92104 Н/м3.
Рассчитывается объем буферной и продавочной жидкостей и тампонажной смеси.
Объем тампонажной смеси определяется объемом затрубного пространства, подлежащего цементированию, и объемом цементного стакана.
VТС=VЗП+VСТ м3, (2.93)
где VЗП - объемом затрубного пространства, м3; VСТ - объемом цементного стакана, м3. При цементировании затрубного пространства часто используется тампонажная смесь разного состава. В частности, интервал эксплуатационного объекта цементируют чистым цементным раствором, а вышележащий интервал - облегченной тампонажной смесью (гельцементом).
Тогда:
VЗП= VЗПЦР+VГЦ м3, (2.94)
где VЗПЦР - объем цементного раствора в затрубном пространстве, м3; VГЦ - объем гельцементного раствора, м3. Объем цементного раствора в затрубном пространстве составит:
VЗПЦР=/4 (DД2 - D2) КК hЦР м3, (2.95)
где D - наружный диаметр обсадной колонны, м;
hЦР - высота столба цементного раствора, м.
VЗПЦР=3,14/4 (0,21592 - 0,1462) 1,1 320 =7 м3.
Интервал гельцементного раствора располагается одной частью в необсаженном стволе, а другой в обсаженном. Поэтому объем гельцементного раствора определяется по выражению:
VГЦ=/4 [ (DД2 - D2) ККhСГЦ + (DВ2 - D2) hОГЦ] м3, (2.96)
где hСГЦ - высота столба гельцемента в необсаженном стволе, м;
hОГЦ - высота столба гельцемента в обсаженном стволе, м;
DВ - внутренний диаметр предыдущей колонны, м.
По данным кавернограмм коэффициент кавернозности в интервале: 650 - 2785м К=1,7.
VГЦ=3,14/4 [ (0,21592 - 0,1462) 1,7 2135 + (0,21692 - 0,1462) 200] =77,2 м3.
Объем цементного стакана определяется внутренним объемом обсадной колонны в интервале от башмака до кольца "стоп" и находится по формуле:
VCT=/4dВ2h CT м3, (2.97)
где dВ - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
hCT - высота цементного стакана, м.
Ориентировочную высоту цементного стакана принимается равной 30 м, исходя из условия 10 м на каждые 1000 м ствола скважины.
VCT=3,14/4 0,13062 30 =0,4 м3.
Общий объем цементного раствора составит:
VЦР = VЗПЦР + VCT м3. (2.98)
VЦР = 7+ 0,4=7,4 м3.
Общий объем тампонажной смеси:
VТС = VЦР + VГЦ м3. (2.99)
VТС = 7,4+77,2= 84,6 м3.
Рассчитывается удельный вес тампонажной смеси.
Компонентами чистого цементного раствора являются цемент и вода. В качестве цемента, согласно ГОСТ 1581-96 "Портландцементы тампонажные. Технические условия" используем портландцемент тампонажный бездобавочный для умеренных температур марки ПЦТ I - 100, так как облегчающих добавок не требуется, а температура на забое скважины составляет 940С. Удельный вес цемента равен 3,12104Н/м3. В качестве жидкости затворения используем техническую воду, удельный вес которой 1,0104Н/м3. Весовое отношение воды к цементу в растворе описывает водоцементное отношение m=0,5 [13, стр.14].
Исходная формула для расчета удельного веса цементного раствора:
qЦР= ( (1+m) qЦqВ) / (qВ+mqЦ) Н/м3, (2.100)
где qЦ - удельный вес цемента, Н/м3;
qЦ - удельный вес технической воды, Н/м3.
По формуле (2.13.11) находим:
qЦР= ( (1+0,5) 3,12 1041,0 104) / (1,0 104+0,53,12 104) =1,82104 Н/м3.
Компонентами гельцементного раствора являются цемент, вода, наполнитель (глинопорошок) и наполнитель (при необходимости). В качестве цемента используем портландцемент тампонажный ПЦТ I - 100, с удельным весом 3,12104Н/м3, в качестве жидкости затворения используем техническую воду, удельный вес которой 1,0104Н/м3. В роли наполнителя используем бентонитовый порошок с удельным весом 2,8 104Н/м3.
Ранее было определено, что значение удельного веса гельцементного раствора находится в приделах 1,32…1,92 104Н/м3. По табл.3.2.1 [13, стр.17] выбирается удельный вес гельцементного раствора равной 1,53104Н/м3 и принимается значение глиноцементного отношения равным 0,33.
Водоцементное отношение находим по формуле:
М = 0,5+2,2 Б, (2.101)
где М - водоцементное отношение;
Б - глиноцементное отношение.
М = 0,5+2,2 0,33=1,23.
Окончательное значение удельного веса гельцементного раствора рассчитываем по формуле:
qГЦ= (М+1+Б) / (М/qВ+1/qЦ +Б/qН) Н/м3, (2.102)
где qН - удельный вес наполнителя.
Таким образом получаем:
qГЦ= (1,23+1+0,33) / (1,23/1104+1/3,12 104 +0,33/2,8 104) =1,53104 Н/м3.
Определяется потребное количество составных компонентов для тампонажной смеси.
Для чистого цементного раствора необходимо найти количество цемента и воды. При принятом водоцементном отношении m количество цемента определяется следующим образом. В одном кубометре цементного раствора содержится цемента - Ц; воды - m Ц, удельный вес 1 м3 раствора составляет - qР. Тогда расход цемента на 1 м3 раствора составит:
Ц = q ЦР / (1+m), т/м3. (2.103)
Ц = 3,12104/ (1+0,5) =2,08 т/м3.
Расход воды на 1 м3 раствора составит:
В =m Ц т/м3. (2.104), В =0,5 2,08=1,04 т/м3.
Потребное количество цемента для приготовления всего объема цементного раствора определяется по формуле:
GЦI =VЦР Ц K т. (2.105)
Где К - коэффициент неизбежных потерь цемента при затворении, принимается 1,05.
GЦI=7,4 2,08 1,05= 16 т.
Потребное количество воды для приготовления всего объема цементного раствора определяется п